サーボ モーター ドライブ システムのギアボックスの減速比とトルク出力を計算するにはどうすればよいですか?

選択された 1:10 の比率は、0.8 秒のインデックス時間としては高すぎ、ギアボックスの効率を含めると、負荷トルクは約 18% 低く見積もられました。加速中にサーボモーターがトルク制限に達すると、ドライブがトリップし、位置決め精度が低下し、減速機が過熱します。解決策は、注文を出す前に比率、トルク、効率、慣性のマッチングをカバーする規律ある計算シーケンスにあります。

サーボモーター駆動システムにおける減速比とトルク出力の意味

減速比はサーボ モーターの入力速度をギアボックスの出力速度で割った商であり、トルク出力は、その比率とギアボックスの機械効率の乗数効果を適用した後に出力シャフトで利用できる回転力です。

サーボ モーターは高速、低トルクのデバイスですが、ほとんどの機械負荷は低速、高トルクの動作を必要とします。ギアボックスはそのギャップを埋めます。比とトルクの正確な関係を理解することは、あらゆるマッチング決定の基礎となります。これにより、サーボ ドライブが熱制限やピーク電流制限を超えることなく、必要なサイクル タイム内に負荷を加速できるかどうかが決まります。

3ステップで減速比を算出する方法

サーボモータ駆動システムの減速比を計算するには、サイクルタイムから求められる出力速度、サーボモータの定格速度、負荷が要求する出力トルクの3つの値が必要です。

減速比後の出力トルクの計算

減速比が決まったら、サーボ モーターの連続トルクに減速比とギアボックス効率を乗算して、利用可能なトルク出力を計算します。

効率係数は、理論上のトルク乗算を使用可能なトルクに変換するため、重要です。効率 0.97 の遊星減速機は、同じ比率の効率 0.94 の減速機よりも 3% 多くの出力トルクを提供し、0.8 秒かかる加速フェーズで違いを生み出すことができます。

サーボモーターとギアボックスのマッチング: 慣性、精度、バックラッシュ

比率の計算はサイジングの問題の半分にすぎません。サーボ モーターは、反射負荷慣性も動的に制御する必要があり、ギアボックスのバックラッシュは機械の位置決め公差内に収まらなければなりません。

慣性の不一致は、最も見落とされている要因の 1 つです。モーターシャフトにおける反映された負荷慣性は、負荷慣性を減速比の二乗で割ったものに等しくなります。正確なサーボ制御のためには、ローターと負荷の慣性比を 1:5 以上にすることをお勧めします。遅い軸では低い比率でも許容されますが、比率が高いとゲイン調整の問題が発生し、急減速中に発振が引き起こされる可能性があります。

高トルクとコンパクトな設置を必要とするオートメーション軸は、3:1 ～ 100:1 の比をカバーし、バックラッシュを 3 分角に抑える AHB シリーズ遊星減速機の恩恵を受けます。 ZHEJIANG BEITTO TRANSMISSION TECHNOLOGY CO., LTDのようなメーカー(BEITTO) 設計高効率 サーボモーター遊星ギアボックス これらのデューティサイクルの単位。

低バックラッシュ高トルク AHB 遊星歯車減速機 このヘリカルギヤ遊星減速機は、コンパクトなオートメーション軸での正確な位置決めと高トルクを実現する 3 分角未満の低バックラッシュを実現し、ユニバーサル モーター取り付けとメンテナンス不要の操作のためのフランジ設計を備えています。 製品を見る→

可能な限り低いバックラッシュと静かな動作が要求されるピックアンドプレースおよびインデックス機構の場合、BSHF シリーズ フレキシブル ギア減速機は、バックラッシュが 1 分角未満で 50:1 ～ 160:1 の範囲の比を提供します。

中空軸フレキシブル減速機BSHFシリーズ バックラッシュのない設計と 50:1 ～ 160:1 の比率を備えたこの軽量減速機は、コンパクトな同軸レイアウトで静かな動きと高トルクでピックアンドプレースおよびインデックス機構をサポートします。 製品を見る→

別個のベベルボックスを追加せずに動作軸を 90 度回転する必要がある場合、ATR シリーズ直角遊星ドライブは、コンパクトな設置面積で比率精度を維持します。

直角90度遊星駆動減速機ATR この直角遊星駆動装置は、余分なベベルボックスを使用せずに 90 度の回転を実現し、円すいころ軸受による比精度と高い剛性を維持し、コンパクトな運動軸に適しています。 製品を見る→

サーボドライブを破損するよくあるサイズ設定の間違い

サーボ モーター ドライブ システムにおける過負荷トリップと位置決めエラーのほとんどは 4 つの間違いで説明されます。

1. 効率係数を無視すると、次のようになります。 モーターのトルクに比率だけを掛けると、トルク要求が 5 ～ 10% 低く見積もられる可能性があり、過小なドライブが負荷時にトリップする可能性があります。
2. 速度のみから比率を選択: 速度は満たすが反射慣性を無視した比率では、発振やゲイン調整の失敗が発生する可能性があります。
3. 間違ったバックラッシュクラスの選択: 0.01 mm の位置決めシステムに 10 分角の減速機を使用しても、必要な精度を満たすことはできません。
4. レデューサーのオーバーサイズ: モーターのトルクを十分に上回る定格の減速機はコストが高く、反射慣性が追加され、システム全体の効率が低下します。

調達のためのクイック選択チェックリスト

注文する前にこのチェックリストを使用して、過負荷のリスクなく速度、トルク、精度の目標を満たすサーボ ドライブ システムを固定してください。

サーボギアボックスのサイジングに関するよくある質問

ギアボックスの減速比の計算式は何ですか?

減速比 = モーター入力速度をギアボックス出力速度で割ったもの。 10:1 ギアボックスを備えた 3000 RPM サーボ モーターは、出力シャフトで 300 RPM を生成します。

ギアボックスを備えたサーボモーターのトルク出力を計算するにはどうすればよいですか?

トルク出力 = モータートルク x 減速比 x ギアボックス効率。 5 Nm サーボ モーターは 10:1 遊星減速機を介して 95% の効率で出力シャフトに 47.5 Nm を供給します。

サーボモーター駆動システムの適切な減速比はどのように選択すればよいですか?

必要な出力速度と出力トルクから開始し、モーター速度から比率を計算します。効率を適用した後に生じるトルクを確認し、慣性比がサーボ ドライブの使用可能な制御範囲内に収まっていることを確認します。

サーボシステム用の遊星歯車減速機とフレキシブルギア減速機の違いは何ですか?

遊星減速機はより高い効率とトルク密度を実現し、柔軟な歯車減速機はバックラッシュを低減し、よりスムーズな低速動作を実現します。負荷容量を重視してプラネタリーを選択し、精度を重視してフレキシブルを選択するか、軸の主な要件に合わせて減速機を選択します。